作为可再生能源体系的核心组成部分,生物能源指的是通过光合作用固定在各类生物质中的能量,可转化为固态、液态、气态燃料使用,覆盖民用、交通、工业、发电等多个应用场景,目前广泛应用的生物能源主要包括以下几大类:
首先是传统生物质能源与沼气,这是人类使用历史最久的生物能源类型,主要包括薪柴、秸秆、农林废弃物、禽畜粪便等直接燃烧提供热能的品类,多用于农村居民炊事、取暖等场景。在此基础上发展而来的沼气也是常见的生物能源,通过厌氧发酵技术处理各类有机废弃物产出的沼气,既可以直接供农户使用,也可建设大型沼气工程为集中居住区、产业园区提供燃料。
其次是液态生物燃料,这类能源主要替代化石燃料应用于交通领域,最常见的品类包括燃料乙醇和生物柴油。燃料乙醇可由玉米、甘蔗等粮食或经济作物生产,也可通过纤维素酶解技术由秸秆、林业废弃物等非粮原料制备,按比例添加到汽油中可降低机动车碳排放;生物柴油的原料包括油料作物、废弃餐饮油(俗称“地沟油”)、微藻等,可直接作为柴油使用或按比例添加到普通柴油中。近年来应用规模逐步扩大的航空生物燃料(生物航煤)也属于液态生物燃料,可由废弃油脂、农林废弃物等转化而来,能大幅降低航空业的碳排放强度。
第三类是生物质发电相关产品,主要包括农林生物质直燃发电、生物质耦合发电、垃圾焚烧发电、沼气发电等品类。农林生物质直燃发电是将秸秆、林业边角料等收集后直接燃烧产热驱动汽轮机发电;生物质耦合发电则是将生物质原料和煤炭掺混后在火电机组中燃烧,可在现有火电厂基础上快速降低碳排放;垃圾焚烧发电则是对分类后的生活垃圾进行焚烧处理,在实现垃圾减量化的同时回收电能;沼气发电则是将厌氧发酵产生的沼气通入发电机组发电,可实现有机废弃物的能源化利用。
除此之外,生物质燃气、生物制氢等新型生物能源品类也在逐步推广应用。生物质燃气通过生物质气化技术制备,可作为工业燃料使用,而经过提纯处理达到国家标准的生物天然气,可直接接入城镇燃气管网,也可作为车用压缩天然气使用。生物制氢则是通过微生物发酵、光催化分解生物质等方式获取氢能,是未来零碳能源体系的重要备选方向,目前已经有多个示范项目落地。
整体来看,生物能源的品类随着技术进步还在不断拓展,其原料来源广泛、碳循环属性突出的优势,也让它成为全球推进“双碳”目标过程中不可或缺的能源类型。
本文由AI大模型(Doubao-Seed-1.6)结合行业知识与创新视角深度思考后创作。